人教版高中生物必修2第4章 基因的表达第3节 遗传密码的破译(选学)教案(7)
人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》优秀课件(共21张PPT)
15、一年之计，莫如树谷；十年之计 ，莫如 树木； 终身之 计，莫 如树人 。2021年8月2021/8/112021/8/112021/8/118/11/2021
16、提出一个问题往往比解决一个更 重要。 因为解 决问题 也许仅 是一个 数学上 或实验 上的技 能而已 ，而提 出新的 问题， 却需要 有创造 性的想 像力， 而且标 志着科 学的真 正进步 。2021/8/112021/8/11August 11, 2021
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。2021/8/112021/8/112021/8/112021/8/11
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》 教学设计
《遗传密码的破译》教学设计桐城八中毛玉一、教材分析这节课是必修二《分子与细胞》第四章第三节的内容，属于选学范围。
虽然是选学内容，但遗传密码的破译这一事件本身在生物学史上占有重要地位，有很高的科学教育价值，体现了科学理论和科学实验在科学研究中的重要作用，为学生学习探究方法提供了难得的范例。
所以，将这节内容纳入课堂授课范围。
二、学情分析同学们在第一节学习了基因的表达，即遗传信息的转录和翻译。
熟悉了遗传密码子表以及遗传密码子在翻译过程中的重要作用，理解了碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的，对进一步了解遗传密码子是如何破译的，有强烈的兴趣。
三、教学目标1、知识目标:⑴、遗传密码是如何破译的⑵、遗传密码有哪些特点2、能力目标:⑴、从数学的角度认识碱基与氨基酸的对应关系训练学生科学推理能力⑵、通过再现科学史培养学生实验设计与科学探究能力⑶、通过总结遗传密码的特点训练学生对比分析、归纳总结能力3、情感目标:⑴、通过再现科学史让学生体验科学方法与科学态度⑵、通过再现科学史让学生感受科学知识发现过程的艰辛和漫长四、教学重难点教学重点遗传密码的破译过程教学难点遗传密码的破译过程五、教学方法引导学生通过数学方法推理和猜想“碱基与氨基酸的对应关系”;根据科学资料，运用英语词句类比推理“碱基与氨基酸的对应关系”;借鉴科学家的实验方法，小组合作设计实验方案，探究与体验破译遗传密码的方法和过程。
六、教学过程1、导入新课(问题导入)mRNA是怎样把其中的碱基序列转化为蛋白质中相应氨基酸排列次序的?mRNA的碱基与氨基酸之间是如何对应的?下面将通过同学们的探究性学习活动，研究碱基与氨基酸之间的对应关系。
2、从数学角度认识碱基与氨基酸的对应关系资料1:mRNA只有4种碱基，而组成蛋白质的氨基酸有20种，这四种碱基是怎么决定蛋白质的20种氨基酸的呢?如果1个碱基决定一个氨基酸，那么4种碱基只能决定4种氨基酸，显然这种组合是不够的。
想一想，①如果2个相邻碱基决定一种氨基酸呢?②如果3个相邻碱基决定一种氨基酸呢?③由此分析你认为应该由多少个碱基编码一个氨基酸，4种碱基才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸?学生通过数学运算、小组讨论、推理猜想，即可确定“理论上应该是三个碱基决定一个氨基酸”。
(人教版)生物必修二：4-3《遗传密码的破译》示范教案
第3节遗传密码的破译（选学）●从容说课本节的主要内容是遗传密码的破译过程。
自从“一基因一酶”学说建立（1941年）以后，人们逐步地认识到基因和蛋白的关系。
“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA→RNA→蛋白质。
那DNA 和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在20世纪50年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
早在遗传物质的化学本质尚未确定之前，1944年理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。
这种连续体的精确性组成了遗传密码。
他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战，他用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。
但人们不禁要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？1957年Brenner.S发表理论文章，他通过蛋白质的氨基酸顺序分析，发现不存在氨基酸的邻位限制作用，从而在理论上否定了遗传密码重叠阅读的可能性。
而克里克在1961年第一个用T4噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。
同一年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外重组破译了第一个遗传密码。
后来尼伦伯格和他的小组采用了一把钥匙开一把锁的思路，一举破译了全部的密码。
遗传密码的破译是生物学史上的一个伟大的里程碑，为人类探索和提示生命的本质的研究向前迈进一大步，为后面分子遗传生物学的发展有着重要的推动作用。
遗传密码的破译，测序方法的建立以及体外重组的实现是基因工程的三大基石。
本节内容实际上是对科学史的介绍，但其实际目的是让学生学习其中蕴含的科学研究方法，学习这些科学家的那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思，开拓学生的思维方式，培养学生具有科学家的思维素养。
遗传密码的破译——教学设计
《遗传密码的破译》教学设计方案遗传密码对应规则的发现尼伦伯格和马太的实验：每个试管各加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
学生阅读教材75页的实验过程和结果，思考并讨论以下几个问题。
（1）实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是什么？（作为模板mRNA直接控制蛋白质（多肽）的合成）（2）为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRNA？（原有的mRNA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结果；DNA可能作为mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也会干扰实验结果。
）（3）如果你是马太或尼伯格，为使实验结果更具说服力，作为本节课的难点，采用学生阅读教材、教师讲解和问题串探究三方面学习相结合，让学生层层递进，逐渐突破难点。
从实验中认识到遗传密码是如何被破译的，提高学生的实验探究能力。
遗传密码的展示密码子表，通过以上学习总结密码子特点：不间断性、不重叠性、简并性、通用性、有起始密码与终止密码课堂小结纵观下遗传密码的破译过程和遗传密码破译的意义。
课外视频：了解下近百年来人类探索生命的历史步伐。
习题巩固（2019，全国Ⅰ卷2）用体外实验的方法可合成多肽链。
已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是（C ）①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸利用今年高考题，提高学生对于知识的重视程度，并检测知识的学习程度。
板书设计第3节遗传密码的破译。
生物必修2人教新课标4.3遗传密码的破译(选学)教案
第四章基因的表达第3节遗传密码的破译[知识导航]1．_______年________________提出了DNA 双螺旋结构模型2.伽莫夫提出__________________________的设想一．遗传密码的阅读方式：1．方式: ①_________方式和②____________方式2.写出下列DNA 序列以上述两种方式阅读后的密码子及决定氨基酸的个数GGTTCGCACGCT①密码子:____________________________________________________氨基酸个数:_____ ②密码子:____________________________________________________氨基酸个数_____[思考]1．当上图中的DNA 的第三个碱基T 发生改变时,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_______个氨基酸;如果密码是重叠的,将影响 个氨基酸。
2．①在图中的DNA 的第三个碱基T 后插入一个碱基A,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_______个氨基酸;如果密码是重叠的,将影响 个氨基酸。
②在图中的DNA 的第三个碱基T 后插入两个碱基,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_______个氨基酸;如果密码是重叠的,将影响 个氨基酸。
③在图中的DNA 的第三个碱基T 后插入三个碱基,如果密码是非重叠的,这一改变将影响_______个氨基酸;如果密码是重叠的,将影响 个氨基酸。
二．克里克的实验证据1．克里克是第一个用实验证明_________________________________________的科学家。
2．实验材料：_____________3．实验过程：在相关的碱基序列中增加或删除一个或两个碱基,__________正常功能的蛋白质；当增加或删除三个碱基时，却_____________正常功能的蛋白质4．结论：___________________________________________________________________。
人教版高中生物必修2第四章《基因的表达》复习教案
教材解读第4章《基因的表达》研究“基因是如何起作用的”，即基因的表达问题。
本章的核心内容是从分子水平上阐明遗传物质在生物体内是如何起作用的，即遗传信息转录和翻译的过程。
教师在进行本章教学时，需要特别注意两个问题。
一是在进行遗传信息转录和翻译过程的教学时，要注意这一过程中每一步骤及其所涉及的知识的内在联系。
建议用一条主线将各方面内容贯穿起来，并充分培养学生阅读图文的能力，注意避免繁琐和冗长的讲解。
二是在本章中，“思考与讨论”栏目比较丰富，利用好这些栏目，能够充分调动起学生学习的主动性，切实培养学生的能力，增加学生对教学内容理解的深度。
其教学内容的结构如下表：前三章以遗传学发展史为主线，逐步阐明了基因的本质。
第4章基于对基因本质的认识，进一步阐明基因在生物体内是如何起作用的，是前三章的进一步深入。
本章内容可以为后面三章的学习打基础。
单元目标一、知识方面1．概述遗传信息的转录和翻译。
2．举例说明基因与性状的关系。
3．说出遗传密码的破译过程（选学）。
二、情感态度与价值观方面1．体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。
2．认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未终结。
三、能力方面1．运用已有的知识和经验提出假说。
2．运用数学方法，分析碱基与氨基酸之间的对应关系。
3．运用证据和逻辑分析实验现象，得出结论。
学法导航第4章第1节《基因指导蛋白质的合成》，课程标准中与此相对应的要求是：“概述遗传信息的转录和翻译”。
通过本节的学习，学生需要理解遗传信息的转录和翻译。
针对转录和翻译的过程，教材可以采用两种呈现方式。
一种是先讲清楚tRNA、mRNA、核糖体和遗传密码的相关知识，再在此基础上，集中讲述转录和翻译的步骤。
另一种是在讲述转录和翻译的过程中，插入讲解相关知识。
两种方式各有利弊。
第一种方法将相关知识进行集中讲解，有灌输知识的倾向，但能够使转录和翻译过程的讲述相对集中连贯。
第二种方法逐步展开知识的学习，更符合认知规律，但转录、翻译这一主干过程不可避免地会生出一些旁支。
#人教高中生物必修2教案：第四章第3节 遗传密码的破译(选学)教案2
选学）
型例题：
、科学家已经证
上的三个相邻的碱
1959②假如一个密码子中含有三个碱基，则该
61
，决定一种氨基酸组成。
②假
、氨基酸、能量、酶、核糖体等，转录形成甲硫氨酸
DNA B、脱氧核苷酸→基因→
均相对分子质量为
UU UU UU UC UC UC
RNA翻译成的蛋白质分子中可能存在的氨基酸的种数分别为和。
）比较上表密码子和氨基酸的关系可以作出哪些推断？
）在决定野猪信使RNA片段第一个密码子的DNA三个碱基对中，任意
个碱基对发生变化都将产生异常的蛋白质吗？为什么？有何生物学意义？
答案：<1）3、1<2）一种氨基酸可以有几种不同的密码子决定，一种密
码子只能决定一种氨基酸；个别密码子不能决定氨基酸<3）不一定。
如
UUU密码子决定的氨基酸是苯丙氨酸，决定该密码子的DNA
AAA//TTT，当发生变化成为AAG//TTC，AAG转录的密码子是
所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。
4.3 遗传密码的破译(选学)-人教版高中生物必修二教案
生生互动
教师解难
尼伦伯格和马太的无细胞体系——蛋白质体外合成的实验
实验原理：以人工合成的RNA作模板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系
练
当堂训练
教
学
反
思
年级
高一年级
科目
生物学
课题
遗传密码的破译（选学）
第1课时
课时安排
1课时
授课时间
教学目标
1、遗传密码是如何破译的？
2、遗传密码有什么特点？
教学重点
1、遗传密码是如何破译的？
2、遗传密码有什么特点？
教学难点
遗传密码是如何入课题
自1953年DNA双螺旋结构模型提出后，科学家就围绕遗传密码的破译展开了全方位的探索。
学习目标
1、遗传密码是如何破译的？
2、遗传密码有什么特点？
明确学法
阅读、思考、小组讨论。
学
读书自学
阅读课本P73-74，回答
检测提问
1、几个碱基编码一个氨基酸？
2、遗传密码如何阅读？是重叠阅读还是非重叠阅读？
教
生生互动
教师解难
非重叠阅读：密码子中的每个碱基作为信息只读一次
重叠阅读：密码子中的每个碱基作为信息重复阅读
克里克通过T4噬菌体的移码突变实验证明遗传密码具有下列的一般性质：
1.mRNA上3个相邻的碱基成为三联体，又叫密码子。
2.遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读。
3.编码间没有分隔符。
学
读书自学
阅读课本P75，回答
检测提问
1、哪几个碱基决定某一种氨基酸？
2、尼伦伯格和马太通过什么实验破译了第一个遗传密码？
人教高中生物必修2第3节 遗传密码的破译(选学)教案 教案
第四章基因的表达第3节遗传密码的破译（选学）教案教学目标1、说出遗传密码的阅读方式。
2、说出遗传密码的破译过程。
教学重点：遗传密码的破译过程。
教学难点：尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
教学方法：直观教学法。
教学过程导入：1944年奥地利物理学家薛定谔就在他的《生命是什么》一书中，最早提出了遗传密码的设想。
他猜想染色体中的有机单体严格、精确地排列，构成了遗传密码。
遗传密码决定了生物的遗传性状。
这个大胆的猜想，吸引了一批优秀的科学家投身到生命科学的研究中，去破译遗传密码。
[问题探讨]展示教材P73莫尔斯密码表及相关问题，学生回答：译成英文为：Where are genes lo cated. 用莫尔斯密码回答为—··/—·/·基因位于DNA上。
自1953年DNA双螺旋结构模型提出以后，科学家就围绕遗传密码的破译展开了全方位的探索。
一、遗传密码的阅读方式1954年科普作家伽莫夫对破译密码首先提出了挑战。
他设想：若一种碱基与一个氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知天然的氨基酸有20种，因此不可由一个碱基编码一种氨基酸；若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42＝16种，也不足以编码20种氨基酸；因此他认为3个碱基，编码一种氨基酸。
伽莫夫用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实验证实这一推测是完全正确的。
接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次还是重复阅读呢？以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？呈现教材P74图片。
[思考与讨论]1、学生回答：如密码子是非重叠的可能影响1个氨基酸，如是重叠的，可能影响3个氨基酸。
2、学生回答：插入1个A，非重叠将会影响后面所有的氨基酸。
插入2个碱基，非重叠则影响后面所有的氨基酸。
插入3个碱基，非重叠将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸；插入1个A，重叠将会影响3个氨基酸，多肽比原来正常多肽多1个氨基酸。
人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》 教案
第3节遗传密码的破译三维目标1.知识与技能（1）说出遗传密码的阅读方式。
（2）说出遗传密码的破译过程，包括伽莫夫的三联体推断，克里克的实验证据，尼伦伯格和马太的蛋白质的体外合成实验。
2.过程与方法（1）感受和重温科学家的思维历程。
（2）类比的学习方法。
3.情感态度与价值观（1）对科学家那种敏锐、大胆、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思表达敬佩。
（2）认同遗传密码的破译对生物学发展的重要意义。
教学重点遗传密码的破译过程，引导学生感受这种思维过程并产生与科学家的思维共鸣。
教学难点1.克里克的T4噬菌体实验。
2.尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
教具准备多媒体演示课件课时安排1课时教学过程［情境创设］在第1节我们学习了有关基因指导蛋白质合成的过程，我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？就是通过密码子。
（呈现密码子表）现在大家已经十分清楚了这些遗传密码，而当时是经过许多科学家艰辛的思考和探索，最后被几个年轻人的富有创新的实验才破译的，这个过程充满了思维的智慧。
那这些遗传密码是怎样被破译的呢？让我们重新重温一下这段科学史，追寻科学家探索的足迹，对我们的思维会有好的启迪作用的。
［师生互动］1.研究背景在孟德尔遗传规律于1900年被再次证实之后，许多科学家投入到遗传问题的研究上来，试图揭示基因的本质和作用原理。
“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA →RNA→蛋白质。
那DNA和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在五十年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
1944年，理论物理学家薛定谔发表的《什么是生命》一书中就大胆地预言，染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。
这种连续体的精确性组成了遗传密码。
他认为同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”“—”，通过排列组合来储存遗传信息。
【高中生物】人教高中生物必修2导学案：第四章第3节 遗传密码的破译(选学)
第三节遗传密码的破译一、教学目标1、说出遗传密码的阅读方式。
2、说出遗传密码的破译过程。
二、教学重点遗传密码的破译过程。
三、教学难点尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
自主学习一、遗传密码的阅读方式1954年科普作家伽莫夫对破译遗传密码首先提出了挑战。
当年，他在《自然Nature》杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出个碱基编码一个氨基酸。
但是，3个碱基决定1个氨基酸，在这三个碱基中的每个碱基是只读一次还是重复阅读呢？以重叠方式和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？思考：课本74页思考与讨论。
二、遗传密码的验证（克里克的实验）1、实验材料：2、研究方法：增加或减少某个基因的碱基对其所编码的蛋白质的影响。
3、实验结果：在相关碱基序列中增加或者删除一个碱基，（能或不能）产生正常功能的蛋白质；增加或者删除两个碱基，（能或不能）产生正常功能的蛋白质；当增加或者删除三个碱基时，（能或不能）合成具有正常功能的蛋白质。
4、实验结论：克里克是第一个用实验证明遗传密码中的科学家。
5、同时表明：遗传密码从一个固定的起点开始，以的方式阅读，编码之间没有。
三、遗传密码对应规则的发现尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码。
1、实验技术：。
2、实验过程：在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。
3、实验结果：只有加入了的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
4、实验结论：3个碱基决定1个氨基酸，与苯丙氨酸对应的密码子应该是。
在此后的六七年里，科学家沿着的思路，不断地改进实验方法，破译出了全部的密码子，并编制出了密码子表（图4-1）。
知识总结遗传密码的特点：1、不间断性：mRNA的三联体密码是连续排列的，相邻密码之间无核苷酸间隔。
所以，若在某基因编码区的DNA序列或其mRNA中间插入或删除1~2个核苷酸，则其后的三联体组合方式都会改变，不能合成正常的蛋白质。
2、不重叠性：对于特定的三联体密码而言，其中的每个核苷酸都具有不重叠性。
遗传密码的破译教案-生物高二必修二第四章第三节人教版
第四章基因的表达第3节遗传密码的破译一、教学目标：遗传密码子的破译二、教学重难点：1.教学重点：三个碱基决定一个氨基酸这一结论的探索过程。
2.教学难点：重叠阅读方式和非重叠阅读方式三、专家建议：通过调查问卷的形式对学习者进行遗传密码子的破译的前概念的调查，通过分析调查结果发现大家对遗传密码子的认识很浅，只有1/2的学生知道遗传密码子的作用及其阅读方式，而只有1/5的知道起始密码子和终止密码子的个数和其是否编码氨基酸，基本上没人知道总共有多少个遗传密码子，因而在教学过程中应该注意在这些方面的教学。
遗传密码子是一节选学课，课程主要讲遗传密码子的探索发现过程，其探索过程主要通过实验的形式进行发现，对于没怎么进行实验的中学生来说有一定难度，前面课程已经学习了转录翻译过程，已经知道什么是密码子和密码子的作用，有一定的基础。
四、教学方法以讲授法为主，以讨论、探究、实验教学法为辅。
分组学习，问题讨论，激发思维，实施探究,分析归纳，总结梳理。
五、课时安排：1课时六、教学用具教学课件七、教学过程1．课程的导入：通过给同学几分钟时间让学生对应左图的莫尔斯密码表将书上给的那一段密码文字翻译出来，然后问“学生如果没有这个密码表，他们能译出来吗？再问那么密码表重要吗？”“同学们那你们知道我们身体里也藏有一个密码表吗？知道它是什么吗？了解它吗？好，这节课我们就来学习这个我们身体里的密码子-----遗传密码子”2．新课的展开：我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传信息传递的方向，总体上来说是从DNA→RNA→蛋白质。
那DNA和蛋白质之间究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋白质？这个有趣而深奥的问题在五十年代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首先提出了挑战。
人教版高中生物必修2-4.3《遗传密码的破译(选学)》名师教案
《遗传密码的破译》教案南昌市铁路第一中学王健一、选题原因及教材分析：《遗传密码的破译》是人教版高中生物必修2第4章《基因的表达》中的一节内容。
在教材中属于选学内容，但考虑到该内容蕴涵有丰富的科学史探究素材，非常适合学生进行探究性学习活动。
通过探究性学习活动，能使学生经历和体验科学探究的过程，体味科学的本质，激发其学习生物学的兴趣，培养学生的生物科学素养，达到知识、能力、情感三者合一的教学目标。
同时本课通过对遗传密码破译的深入认识，也为之后学习理解基因突变的内容打下了坚实的基础。
二、学情分析及教学目标的设定：通过对本章第一节的学习，学生对遗传密码的作用及原理已经有清楚的认识，但是对遗传密码的破译过程并不了解，而且有着较强的学习欲望。
高二学生的逻辑推理能力较强，已经可以理解克里克和尼伦伯格的实验原理及实验结论的推导过程。
所以根据以上学情，我设立了以下教学目标：知识与能力目标：（1）通过教师讲解、阅读文本，能够简述遗传密码的结构特点及阅读方式。
（2）通过师生互动、小组讨论，能够说明克里克及尼伦伯格实验原理及结论。
学科素养（1）基础知识（遗传密码的结构特点及阅读方式；克里克及尼伦伯格实验原理及结论）；（2）基本技能（通过再现科学史培养学生实验设计与科学探究能力；通过总结遗传密码的特点训练学生对比分析、归纳总结能力）；（3）基本思想（通过遗传密码的结构特定及阅读方式的学习，能够再现科学史让学生体验科学方法与科学态度）；（4）基本活动经验（通过遗传密码的结构特定及阅读方式的学习，感受科学知识发现过程的艰辛和漫长）。
三、教学重点难点及突破方法：本课的教学重点及难点是克里克及尼伦伯格实验原理及结论的认识过程。
教师利用多媒体课件辅助教学，同时引导学生层层深入理解实验原理，通过讨论学习的方法了解学生的学习过程，及时修正一些错误的想法，使学生最终理解实验的原理及结论。
四、教学过程：新课导入：本课教师杜撰了一个小故事：“校园内离奇的谋杀案”柯南发留在被害人衣服内的一张神秘纸条“AUGCUAUUGUAA”怎样来破译这张纸条的信息呢？引导学生阅读并利用遗传密码子表发现其中包含了“甲硫氨酸、亮氨酸、亮氨酸、终止密码子”4个密码子的信息，最终将犯罪嫌疑人锁定为贾亮亮。
2024-2025学年高中生物第四章基因的表达第3节遗传密码的破译教案3新人教版必修2
五、总结回顾（用时5分钟）
今天的学习，我们了解了遗传密码的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对遗传密码的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
2. 课后自主学习和探究：
- 学生可以进一步研究遗传密码在不同生物中的具体应用，如医学、农业和生物技术等领域。
- 鼓励学生探索遗传密码与人类疾病的关系，例如遗传性疾病的发生机制和治疗方法。
- 学生可以研究遗传密码的研究方法和技术，如基因测序和蛋白质组学等。
- 学生可以思考遗传密码在生物进化中的作用，探讨遗传变异和自然选择的关系。
3. 科学探究：通过遗传密码破译的案例，培养学生的探究精神，学会从实验和研究中获取和应用知识。
4. 社会责任：使学生认识到遗传密码研究对人类健康和生物科技发展的贡献，培养学生的社会责任感和道德观念。
三、学习者分析
1. 学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了DNA、基因和蛋白质的基本概念，了解基因表达的过程，包括转录和翻译。他们应该能够理解基因突变和基因重组等基本遗传现象。
3. 随堂测试：通过随堂测试来评估学生对遗传密码知识的掌握程度，包括理论知识和实际应用能力的测试。
4. 实践活动：评价学生在实践活动中的操作技能和解决问题的能力，以及对实验结果的分析和解释能力。
5. 教师评价与反馈：根据学生的课堂表现、小组讨论成果展示、随堂测试和实践活动的表现，教师进行综合评价和反馈。教师应提供具体、建设性的反馈，帮助学生巩固优点和改进不足，并鼓励学生在遗传密码的学习中持续努力。
2024-2025学年高中生物第四章基因的表达第3节遗传密码的破译教案5新人教版必修2
-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握遗传密码的破译技能。
-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。
学生活动：
-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。
-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验遗传密码的破译过程。
学情分析
学生在进入高中二年级时，已经完成了生物学的基础知识学习，对细胞结构、遗传学等概念有了初步的了解。在学习本章节的遗传密码之前，学生已经学习了DNA的复制、转录和翻译过程，对基因表达的相关知识有一定认识。
在知识层面，学生对于遗传密码的概念、特点和破译方法可能较为陌生，需要通过讲解和案例分析来加深理解。学生对于生物学实验的操作和数据分析能力也需进一步培养。
当堂检测：
1.遗传密码的定义是什么？它有什么特点？
2.遗传密码的破译方法有哪些？请列举出两种。
3.遗传密码在生物学研究中有什么应用？请举例说明。
4.请简述遗传密码的转录和翻译过程。
5.遗传密码的破译对于生物学研究有什么意义？请简要说明。
6.请解释什么是密码子？它与遗传密码有什么关系？
7.请解释什么是遗传密码表。它有什么作用？
在教学方法上，我将继续运用多媒体课件和实验教学，以直观、生动的方式呈现遗传密码的破译过程，提高学生的学习兴趣和参与度。同时，我还将结合学生的反馈和教学实际情况，不断调整和优化教学方法和手段，以提高教学效果和学生的学习效果。
教学反思与总结
首先，回顾本节课的教学过程，我觉得自己在教学方法上有所改进，特别是在引导学生自主学习和小组合作方面。通过设计具有启发性的问题，激发学生的思考，促进他们的自主探究。同时，通过小组合作，培养学生的团队协作能力和沟通技巧。在教学策略上，我尝试运用了案例分析和实验操作，使学生能够更直观地理解遗传密码的破译方法和应用。这些方法在一定程度上提高了学生的学习兴趣和参与度。
2019人教版高中生物必修二第四章第3节《遗传密码的破译(选学)》教学设计精品教育.doc
《遗传密码的破译》教学设计张志影辽宁省葫芦岛市实验高中125000一、教学设计思路依据高中生物核心素养、素质教育理论和学生主体理论，充分利用教材提供的素材，采用探究式教学方法，变经典教学模式为探究性教学，通过学生的研究性学习展开对遗传密码破译过程的探究，以激发学生课前的求知欲；培养学生收集信息、处理信息、综合分析的能力。
以较小的知识密度换取学生更多的能力训练；通过用数学方法来解释碱基序列与氨基酸对应关系的研究，体现了生物学科与数学学科核心素养的交流，从而做到在向学生传授科学知识的同时，兼顾科学态度、科学情感、科学技能的培养，提高学生的科学素质，力求体现主体性、过程性、发展性的教育思想。
二、教学分析（一）、教材分析教材中本节内容为选学内容，虽然新课标中也没有具体的要求，但本节内容是对科学史的介绍，其最重要的教学价值在于：让学生学习其中蕴含的科学研究方法，学习科学家的那种敏感、睿智和创新的精神还有那种巧妙的构思，开拓学生的思维方式，培养学生具有科学家的思维素养。
从这个角度来说“遗传密码”的破译过程又与新课标的要求是非常吻合的，是对学生进行科学史教育的难得好材料。
（二）、学情分析学生在学习遗传密码破译之前，已学过基因控制蛋白质的合成-----基因的表达和中心法则，已经掌握基因与蛋白质的关系。
在已有知识基础上，通过莫尔斯密码破译的启示及结合课堂的探究活动，对遗传密码会有更深入的认识，也有助于对基因的表达的理解。
（三）、教学条件分析我校是辽宁省葫芦岛市直普通高中，具有先进的教学设备及丰富的教学参考资料，教学可充分利用多媒体辅助教学，在激发起学生浓厚的学习兴趣的同时做到高效教学。
（四）、教学重点1.数学方法解决碱基与氨基酸的对应关系。
2.遗传密码的破译过程。
（五）、教学难点尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。
三、教学目标1．知识目标（1）说出遗传密码的阅读方式。
（2）说出遗传密码的破译过程。
2．能力目标（1）重温和感受科学家的科学探究历程。
2020_2021学年高中生物第四章基因的表达第3节遗传密码的破译教案3新人教版必修2
第3节遗传密码的破译《遗传密码的破译》是高中生物必修2第4章《基因的表达》的一节内容，是对本章第一节《基因指导蛋白质的合成》的重要补充，在教材中本来属于选学内容。
该内容是理解基因突变和基因工程的理论基础，同时也蕴涵着丰富的科学史探究素材，体现了实验设计的许多科学方法，非常适合学生去了解和学习科学探究的过程，体味科学的本质，激发其学习生物学的兴趣，培养学生的生物科学达素养，是达成三维目标之一“情感态度价值观“的难得载体。
二、学情分析我校高一的学生基础薄弱，但是学习兴趣浓厚、思维较活跃。
他们对科学探究的一般过程的理解程度不高，将影响其对于蛋白质体外合成实验的设计的理解。
因此学习科学家的实验设计的过程中应细化各步骤的问题，适当的引导和启发思考，加强对破译过程的理解与掌握。
三、教学目标（一）、知识目标1.遗传密码的破译。
2.遗传密码的特点（二）、能力目标1.从数学的角度认识碱基与氨基酸的对应关系训练科学推理能力。
2.通过再现科学史培养实验设计与科学探究能力。
3.通过总结遗传密码的特点训练对比分析、归纳总结能力。
（三）、情感态度与价值观目标1.通过再现科学史体验科学方法与科学态度。
2.通过再现科学史感受科学知识发现过程的艰辛和漫长四、教学重难点（一）、重点遗传密码的破译过程。
（二）、难点运用数学方法及实验方法探究“碱基与氨基酸的对应关系”五、教学方法采取小组讨论的方法1、课前布置预学案（学生课前自主学习）。
2、授课中设置问题串来引导学生重温科学家破课遗传密码的思维历程，理解科学的本质和科学研究的态度。
3、引导学生学会用数学的方法决解生物学中的问题六、教学过程：（一课时）先让尝试解释为何会出现这样的实验结果? 再展示一个例子：类比分析理解“三个碱基编码一个氨基酸的结果”并展示克里克还通过改进这个实验，揭示遗传密码除了三联体之外的其它性质：1、3个相邻的碱基成为一个密码子2、遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读3、编码间没有分隔符分析一个案例中增加或减少3个核苷酸对编码的蛋白质影响最小。
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第3节《遗传密码的破译》
(应城市第二高级中学张亚军)
教学目标:
1．说出遗传密码的阅读方式
2．说出遗传密码的破译过程，包括伽莫夫的三联体推断，克里克的实验推断，尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验
教学重点:
遗传密码的破译过程，引导学生感受这种思维过程并产生与科学家的思维共鸣
教学难点:
1．克里克的T4噬菌体实验
2．尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验
课时安排
1课时
教学过程:
导入:生活中到处都是密码,正确的解读密码有时是非常有用的,如:二战中因图灵发明了密码破译机而有效的获取敌方军情,从而彻底的扭转战争的形势.
研究背景:
1944年，理论物理学家薛定谔发表大胆地预言：染色体是由一些同分异构的单体连续所组成。
这种连续体的精确性组成了遗传密码。
同分异构单体可能作为一般民用的莫尔斯电码的两个符号：“·”、“—”，通过排列组合来储存遗传信息。
(什么是莫尔思电码呢？它是由美国画家和电报发明人发明的一套有“点”和“划”构成的系统，通过“点”和“划”间隔的不同顺序来表达不同的英文字母、数字、和标点符号。
请根据莫尔思电码表，将书本中问题探讨中的那段电文译成英文。
学生：where are genes located
学生：基因位于DNA上)
要破译一个未知的密码，一般的思路就是比较信息，即密码和译文。
和一般的破译密码不同的是，遗传密码是全然未知的。
遗传密码的“·”、“—”是什么?怎么方式储存遗传信息?
1953年沃森和克里克建立DNA双螺旋模型，给予科学家们很大的激励。
破译遗传密码成了势在必行的工作。
(1944年，薛定谔在遗传物质的化学本质是尚未明确，十年后DNA 双螺旋模型才得以建立的背景下：将遗传信息设想成一种电码式的遗传密码，实在是一种超越时代的远见卓识。
)
对于遗传密码来说最简单的破译方法应是将DNA顺序或mRNA 顺序和蛋白质（多肽链）相比较。
DNA、mRNA — 4种碱基
蛋白质的氨基酸— 20种
四种碱基—20种氨基酸（蛋白质的）呢？
此处:加强学生讨论探究
1．遗传密码的阅读方式的探索
1954年科普作家伽莫夫在理论上尝试了遗传密码的解读
伽莫夫是用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实验证实这一推测是完全正确的。
(他设想：若一种碱基与一种氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知的天然氨基酸有20种，因此不可由一种碱基对应一种氨基酸,若2个碱基与一种氨基酸对应的话4种碱基共有16种不同的排列组合，也不足以编码20种氨基酸,因此他认为3个碱基编码一种氨基酸就可以解决问题。
4个碱基与一种氨基酸对应的话就会产生256种排列组合。
相比较而言。
只有三联体较为符合20种氨基酸)
此处:加强学生讨论探究
接下来，人们不禁要问在三联体中的每个碱基只读一次还是重复阅读呢？以重叠阅读和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同？
学生互动:用四种颜色的磁铁代替4中碱基来替代一段碱基序列(GGTTCGCACGCT)
((当图中的DNA的第3个碱基发生改变的时，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？
生：一个
如果密码子是重叠的，这一改变又将影响多少个氨基酸？
生：三个
1957年布伦纳（Brenner.S）从理论上对蛋白质的氨基酸顺序分析：指出不存在氨基酸的邻位限制作用。
否定了遗传密码重叠阅读的可能性。
遗传密码真的是以3个碱基为一组吗?遗传密码的阅读方式究竟
是重叠的还是非重叠的?密码之间是否有分隔符?
解答这些问题不能只靠理论推导,必须拿出实验证据
2．遗传密码的验证（克里克实验）
1961年，克里克和他的同事设计了一个实验，他们用T4噬菌体染色体上的一个基因通过原黄素处理可以使DNA脱落和插入单个碱基，通过这样的方法他们发现加入或减少一个或两个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常的蛋白质，而加入或减少三个碱基却可以合成正常的蛋白质，为什么会这样呢？
当图中的DNA的第3个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？
生：将会影响后面所有的氨基酸
如果插入两个碱基呢？
生：也会影响后面所有的氨基酸
如果插入3个碱基呢？
生：将会在原氨基酸的序列中多一个氨基酸
当图中的DNA的的第3个碱基T后插入一个碱基A的话，如果密码子是重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？如果插入2个，3个呢？生：如果插入1个碱基，影响3个氨基酸，多肽比原来正常多肽多1个氨基酸
生：如果插入2个碱基，影响4个氨基酸，多肽比原来正常多肽多2个氨基酸
生：如果插入3个碱基，影响5个氨基酸，多肽比原来正常多肽多3
个氨基酸))
类比分析：几个碱基编码一个氨基酸？
原句中每个单词都有3个字母组成，7个单词连成一句
THE FAT CAT ATE THE BIG RAT
①在原第2个单词中插入一个字母R。
THE FA R /TCA TAT ETH EBI GRA T
②在原第2个单词中插入二个字母R。
THE FAR /RTC ATA TET HEB IGR AT
③在原第2个单词中插入三个字母。
THE FAR /ROT / CAT ATE THE BIG RAT
当插入1、2个碱基时，会对后面所以的氨基酸产生影响。
当插入3个碱基时，则可能对部分的氨基酸有影响，所以有可能合成正常功能的蛋白质))
结论：
①遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸
②遗传密码从一个固定的起点开始,以非重叠的方式阅读，编码之间没有分隔符
同年,马太和尼伦伯格和克里克的方法和思路完全不同，他们采用的体外合成蛋白质的技术, 对遗传密码对应的规则发起了挑战3．遗传密码对应规则的发现
1961年，尼伦伯格和马太利用破碎的细胞溶液建立了一种利用人工合成的RNA在试管里合成多肽链的实验系统，破译了第一个遗传密
码。
如果是你，如何设计实验破译遗传密码？
（1）去(原细胞中)模板：每只试管中加入除去DNA和mRNA细胞提取液。
(在细胞提取液中含有核糖体、ATP及各种成分的完整系统) （2）加(人工合成的)模版:每只试管中加入加入多聚尿嘧啶核苷酸代替天然的mRNA
（3）加材料:每只试管中加入一种氨基酸
(发现合成了单一的多肽，既多聚苯丙氨酸。
这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，也说明UUU是苯丙氨酸的密码子。
)
这一结果证实了无细胞系统的成功，同时还表明UUU是苯丙氨酸的密码子，这是第一个遗传密码子被破译。
在接下来的六七年里，科学家沿着体外合成蛋白质的思路，不断地改进实验方法，破译出了全部的密码子。
结束语:
我们注意到整个破译过程有薛定谔大胆的想象，伽莫夫的睿智的逻辑思维推理，克里克及尼伦伯格敏锐的创新性实验；他们的贡献不仅仅是对遗传密码的破译，更重要的是对生物研究方法上开启了新的思维方式。
归结起来：大胆、睿智、敏锐和创新是科学家的重要素养。
专家点评:
本节课从开始就注重了引领学生形成正确的世界观,在课程的进
行中多处体现对学生的思想启发、逻辑思维能力及分析能力的培养;同时,注重了学生的科学素养的培养及合作探究能力的锻炼;从而引导学生自主的对相应知识的获取及理解.
总的来说:是一节很好的示范课.
点评人:刘红秋(教研员,高中特级教师)。